Используя экспериментальные генетические методы, исследователи из Калифорнийского национального исследовательского центра приматов (CNPRC) при Калифорнийском университете в Дэвисе продемонстрировали, что временное отключение какой-либо области мозга изменяет характер активности большей части оставшегося мозга.
Исследование предполагает, что изменения функциональной связности мозга у людей могут быть использованы для определения участков патологии при сложных расстройствах, таких как шизофрения и аутизм.
Исследование опубликовано 20 июля в журнале Neuron.
Исследование, проведенное Дэвидом Амаралом, выдающимся профессором кафедры психиатрии и поведенческих наук, и возглавляемое аспирантом Дэвидом Грейсоном, было нацелено на миндалевидное тело – небольшую миндалевидную область в глубине мозга. Миндалевидное тело, как известно, влияет на эмоции, особенно страх.
Используя технологию под названием "дизайнерские рецепторы, активируемые исключительно дизайнерскими наркотиками," или DREADDs, команда генетически модифицировала нейроны миндалины, чтобы производить молекулярные переключатели или рецепторы, которые запускаются лекарством, введенным животному. Когда препарат вводится, рецепторы отключают активность миндалевидного тела, эффективно отключая эту область мозга.
Затем Амарал и его коллеги оценили активность остальной части мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии или фМРТ, когда миндалевидное тело было либо включено, либо выключено. FMRI позволяет исследователям измерять так называемую функциональную связность – степень, в которой различные области мозга координируют свою деятельность и формируют сети.
Команда продемонстрировала, что при отключении миндалевидного тела паттерны мозговой активности в других областях мозга либо уменьшались, либо увеличивались. Области, которые, как известно, хорошо связаны с миндалевидным телом, были особенно затронуты, но также были области мозга, которые не имеют известных связей с миндалевидным телом.
"Этот тип исследования, когда во время функциональной визуализации включается и выключается область мозга, ранее никогда не проводился на обезьянах," сказал Амарал, который также является директором по исследованиям в UC Davis MIND Institute. "Эта технология открывает новую эру поведенческой нейробиологии, которая сокращает количество животных-субъектов, поскольку каждый субъект действует как сам контролирующий. Мы видим прямую связь между этим исследованием и нашим всеобъемлющим интересом к пониманию нейронных изменений, связанных с аутизмом."
Джон Моррисон, директор CNPRC, сказал, что результаты представляют "новаторское исследование с огромным клиническим потенциалом. Подобные методы в будущем могут контролировать аномальную активность при таких расстройствах, как эпилепсия и болезнь Паркинсона. Понимание того, как области мозга образуют сети, имеет решающее значение для определения происхождения патологии и, в конечном итоге, разработки эффективных вмешательств."